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学习下面的资料,完成(1)~(4)题。
20世纪40年代,美国科学家卡尔文用经过14C标记的CO2供小球藻进行光合作用,然后追踪放射性14C的去向,最终探明了光合作用的暗反应阶段CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳。因此暗反应阶段也称作卡尔文循环。
20世纪60年代,科学家发现在玉米、甘蔗等起源于热带的植物叶肉细胞的叶绿体内,在有关酶的催化作用下,CO2首先被一种三碳化合物(PEP)固定,形成一个四碳化合物(C4)。C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中,释放出一个CO2,并形成另一种三碳化合物——丙酮酸。释放出来的CO2进入卡尔文循环;丙酮酸则再次进入叶肉细胞中的叶绿体内,在有关酶的催化下,通过ATP提供的能量,转化成PEP,继续固定CO2,具体过程如图所示。这种以四碳化合物(C4)为光合最初产物的途径称为C4途径,而卡尔文循环这种以三碳化合物(C3)为光合最初产物的途径则称为C3途径。相应的植物被称为C4植物和C3植物。

(注:维管束主要作用是为植物体输导水分、无机盐和有机养料等)
C4途径的生物学意义在于,热带植物为了防止水分过度蒸发,常常关闭叶片上的气孔,这样空气中的CO2就不易进入叶肉细胞,不能满足光合作用对CO2的需求。而C4途径中能固定CO2的那种酶对CO2有很高的亲和力,使叶肉细胞能有效地固定和浓缩CO2,供维管束鞘细胞中叶绿体内的C3途径利用。
(1)光合作用光反应阶段生成的产物有
O2、[H]和ATP
O2、[H]和ATP
,发生的场所是
类囊体薄膜
类囊体薄膜

(2)若用14C标记的CO2供玉米进行光合作用,首先出现放射性的化合物是
四碳化合物(C4
四碳化合物(C4

(3)C4途径中PEP的再生途径是:
C4释放出一个CO2后形成的丙酮酸,在有关酶的催化下,通过ATP提供的能量,转化成PEP
C4释放出一个CO2后形成的丙酮酸,在有关酶的催化下,通过ATP提供的能量,转化成PEP

(4)图甲、乙表示夏季晴朗的白天,两种不同植物叶片光合作用强度的曲线图,其中属于C4植物的是
图甲
图甲
。请说出理由。

【答案】O2、[H]和ATP;类囊体薄膜;四碳化合物(C4);C4释放出一个CO2后形成的丙酮酸,在有关酶的催化下,通过ATP提供的能量,转化成PEP;图甲
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:27引用:1难度:0.7
相似题
  • 1.20世纪60年代,科学家发现有些起源于热带的植物如甘蔗、玉米等,除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环(固定CO2的初产物是三碳化合物(C3),简称C3途径)外,还存在另一条固定CO2的途径,固定CO2的初产物是四碳化合物(C4),简称C4途径,这种植物称为C4植物,其光合作用过程如图1所示。研究发现C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题:

    (1)在C植物光合作用中,CO2中的碳转化成有机物(CH2O)中碳的转移途径是
     
    (利用箭头符号表示),维管束鞘细胞内的CO2浓度比叶肉细胞内
     
    (填“高”或“低”)。
    (2)甲、乙两种植物光合速率与CO2浓度的关系如图2。请据图分析,植物
     
    更可能是C4植物,作出此判断的依据是
     


    (3)Rubisco酶是一种双功能酶,当CO2/O2比值高时,可催化C5固定CO2合成有机物;当CO2/O2比值低时,可催化C5结合O2发生氧化分解,消耗有机物,此过程称为光呼吸,结合题意分析,在炎热干旱环境中,C4植物的生长一般明显优于C3植物的原因是
     

    (4)水稻是世界上最重要的粮食作物。目前,科学家正在研究如何利用转基因技术将“C4途径”转移到水稻中去,这项研究的意义是
     

    发布:2025/1/16 8:0:1组卷:46引用:1难度:0.6
  • 2.在强光环境下,将某突变型植株与野生型植株均分别施低氮肥和高氮肥,一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶(该酶催化CO2和C5反应)的含量,结果如图所示。下列叙述不正确的是(  )

    发布:2025/1/16 8:0:1组卷:19引用:2难度:0.7
  • 3.干旱胁迫是因为土壤水分亏缺,植物吸收水分少于叶片蒸腾作用损耗的水分,从而无法维持植物正常水分状况而对植物的生长发育造成影响。如图是其他条件适宜且不变时干旱胁迫(即处理组)对吊兰光合作用相关指标影响的结果。

    回答下列问题
    (1)干旱胁迫会影响吊兰光合作用过程中[H]和ATP的产生,与[H]和ATP元素组成相同的化合物有
     
    (写出2种)。
    (2)由图可知:12d-24d期间CO2浓度
     
    (是/不是)影响吊兰光合作用的主要限制因素,原因是
     
     
    (能/不能)确定处理组吊兰的总光合速率小于对照组,原因是
     

    (3)另有研究表明,12d后吊兰光合作用强度下降主要是因为叶绿素破坏导致,推测吸收
     
    光的能力减弱。欲对此结果进行验证,可取叶片作色素的提取和分离实验。实验中提取色素用的试剂是
     
    。预期结果是:
     
    两种颜色的色素带比对照组变窄或没有。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.6
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